Vědci z MIT a Leicesteru rozluštili záhadu masových vymírání: Klíčem je rychlost adaptace na změny
PřírodaKdyž se prostředí mění rychleji, než se život dokáže přizpůsobit, šance na přežití klesají. Tento princip platí nejen pro jednotlivé živočichy a populace, ale i pro celé druhy.
Když se prostředí mění rychleji, než se život dokáže přizpůsobit, šance na přežití klesají. Tento princip platí nejen pro jednotlivé živočichy a populace, ale i pro celé druhy. Vědci z Massachusettského technologického institutu (MIT) a University of Leicester nyní zjistili, že toto spojení mezi evoluční adaptací a tempem environmentálních změn platí i v globálním měřítku a může určovat náchylnost života k masovému vymírání. Vyvinuli teoretický model tohoto jevu, který představili v časopise Physical Review Letters.
Tým porovnal svůj model s dostupnými daty z minulých velkých masových vymírání, včetně rychlosti, s jakou se tehdy měnilo globální prostředí. Model úspěšně předpověděl závažnost většiny masových vymírání v historii Země, tedy podíl života, který se nedokázal přizpůsobit a vyhynul. Zajímavé je, že vědci zjistili, že rozsah rychlostí adaptace napříč živočišnými skupinami je obecně podobný rozsahu rychlostí, s jakými se může měnit prostředí. Profesor geofyziky Daniel Rothman z MIT k tomu dodává: „Začínáme vidět určitou úroveň organizace a způsoby, jakými se život chová, které jsou v souladu se způsoby, jakými se chová prostředí. Je možné, že se život vyvinul tak, aby jeho rozsah adaptabilních schopností odpovídal rozsahu stresů, kterým čelí.“
Spojení mezi vymíráním a změnami prostředí není novinkou. Již na konci 18. století francouzský přírodovědec Georges Cuvier navrhl koncept „katastrofismu“, když objevil fosilní kosti, které neodpovídaly žádnému tehdy známému zvířeti. Později, v polovině 20. století, americký geolog Norman Newell představil „hypotézu nepoměru rychlostí“, podle níž k vymírání dochází, když je rychlost environmentálních změn vyšší než rychlost, s jakou se druh dokáže vyvinout a přizpůsobit. Biologové od té doby pozorovali Newellovu hypotézu v mnoha případech, kdy změny v prostředí vedly k vymírání jednotlivých druhů. Rothman a jeho kolega Sergei Petrovskii z University of Leicester se však zaměřili na to, zda tato hypotéza platí i v globálním měřítku.
Pro svou studii vědci potřebovali porovnat rychlosti globálních environmentálních změn (z geologických záznamů) s rychlostmi, s jakými se různé skupiny organismů dokážou adaptovat. Jelikož přímé pozorování adaptačních rychlostí v geologických časových měřítkách (tisíce až miliony let) je téměř nemožné, vytvořili obecnou matematickou teorii popisující rozsah adaptačních rychlostí napříč živočišnými skupinami. Tato teorie ukázala, že většina živočišných skupin se dokáže adaptovat středními rychlostmi, zatímco méně skupin se adaptuje velmi pomalu nebo velmi rychle.
Následně porovnali tento vzorec adaptačních rychlostí s zaznamenanými rychlostmi environmentálních změn. Analyzovali paleobiologická a geochemická data z 27 epizod za posledních 450 milionů let, během nichž uhlíkový cyklus zažil významné změny – což je ukazatel globálních environmentálních změn. Zjistili, že téměř u každého masového vymírání v tomto období došlo k nepoměru mezi rychlostí změn prostředí a schopností zvířat se adaptovat. Masová vymírání nastala, když se významný podíl živočichů nedokázal dostatečně rychle přizpůsobit měnícímu se prostředí. Jejich výsledky potvrzují, že hypotéza nepoměru rychlostí platí v globálním měřítku a dokáže předpovědět závažnost vymírání.